Avaliação da eficiência de desemulsificantes na quebra de emulsões de petróleo utilizando técnicas combinadas de planejamentos de misturas e fatorial - Ferreira, Danilo Silva (2024)
A presença de água produzida associada ao petróleo representa um dos maiores desafios enfrentados pela indústria de óleo e gás. Embora os métodos físicos convencionais baseados em aquecimento e aplicação de campo elétrico sejam eficazes para promover a desidratação do óleo, os altos custos operacionais associados ao intenso consumo de energia justificam o uso de desemulsificantes. Esses, por sua vez, agem em sinergia aos processos físicos e reduzem o consumo energético. Para tanto, esses aditivos devem estar em condições específicas, como proporção de componentes, temperatura de processo e concentração da formulação. A investigação destas condições é predominantemente realizada por tentativa e erro, resultando em uma obtenção dispendiosa das conclusões do processo. Visando superar essas limitações, neste trabalho adotou-se uma abordagem baseada no Planejamento de Experimentos (DOE – do inglês Design of Experiments) como ferramenta metodológica para o projeto e condução dos ensaios de desemulsificação, permitindo uma análise sistemática e econômica do processo. Foram desenvolvidos dois projetos de experimentos sequenciais, em que o primeiro consistiu em um planejamento de misturas, com interesse em identificar as melhores proporções dos componentes da formulação, sendo estes dois desemulsificantes comerciais das classes químicas Copolímero EO/PO (Óxido de Etileno/Óxido de Propileno) e Resina Alcoxilada, além de xileno como diluente. Posteriormente, novos ensaios de desemulsificação foram projetados a partir do planejamento fatorial 2², visando determinar as melhores condições de temperatura e concentração para a eficiência de desemulsificação. A eficiência foi avaliada através do Teste da Garrafa, em que, para o planejamento de misturas, os ensaios foram realizados em condições operacionais fixas recomendadas pelos fornecedores dos reagentes, utilizando-se 300 ppm de desemulsificantes a 75 ºC. No planejamento fatorial 2², as condições foram avaliadas considerando faixas de temperatura entre 55 ºC e 75 ºC, e concentrações de 300 ppm a 900 ppm. A partir dos resultados obtidos no Teste da Garrafa, foram desenvolvidos dois modelos matemáticos estatisticamente significantes. Observou-se que a Formulação J, composta por 67% de Resina alcoxilada, 17% de Copolímero EO/PO e 17% de Xileno, exibiu a maior eficiência de separação de água, cerca de 91,02%. No planejamento fatorial, a melhor condição operacional desta formulação foi identificada na concentração de 300 ppm e temperatura de 75 ºC, atingindo uma eficiência de separação de 91,34%.